Загрязнение нефтью, вызванное как человеческой деятельностью (разливы при добыче, транспортировке, хранении), так и природными явлениями (естественные просачивания), наносит серьезный ущерб окружающей среде, экосистемам и экономике. Особую проблему для исследователей представляет повышение эффективности адсорбции высоковязкой нефти. Традиционные пористые адсорбенты малоэффективны при работе с вязкими нефтепродуктами из-за хаотично распределенных пор, создающих высокое сопротивление потоку нефти.
Исследовательская группа Университета Альберты под руководством Хунбо Зенга разработала инновационный аэрогель, способный решить эту проблему. Результаты исследования были опубликованы в Journal Research. Новый адсорбент представляет собой композит из полиимида (PI), нановолокон гидроксиапатита (HAPnws) и восстановленного оксида графена (rGO), обладающий высокой прочностью, сжимаемостью, анизотропной структурой и огнестойкостью.
Ключевой особенностью разработки является анизотропная структура с вертикально ориентированными каналами, вдохновленная природным строением древесины. Для создания такой структуры ученые использовали метод направленного замораживания (directional freeze-casting). В состав аэрогеля также включены фототермические материалы, способствующие снижению вязкости нефти при воздействии света.
По сравнению с аэрогелями с равномерными порами, новый материал демонстрирует значительно меньшую извилистость потока, что существенно повышает эффективность адсорбции. Коэффициент адсорбции (Ks) для моторного масла с вязкостью 144,36 мПа·с составляет 0,37 кг м⁻¹ с⁻¹/², что является превосходным показателем.
Аэрогель показывает высокую эффективность адсорбции для масел различной вязкости. Особенно впечатляющие результаты достигаются при воздействии солнечного света – даже сверхвязкая сырая нефть адсорбируется значительно быстрее. Кроме того, материал обладает отличной огнестойкостью, что повышает безопасность его применения в полевых условиях.
Важным преимуществом разработки является возможность многократного использования. Восстановление адсорбционных свойств может осуществляться двумя способами: путем сжатия для извлечения адсорбированной нефти или посредством контролируемого сжигания нефтепродуктов с сохранением структуры аэрогеля.
Данное исследование предоставляет ценные сведения для проектирования пористых адсорбентов, предназначенных для высоковязких нефтепродуктов. Разработанный аэрогель демонстрирует значительный потенциал для быстрой очистки и сбора вязких нефтяных разливов, что может существенно снизить экологический ущерб при подобных инцидентах.
Изображение носит иллюстративный характер
Исследовательская группа Университета Альберты под руководством Хунбо Зенга разработала инновационный аэрогель, способный решить эту проблему. Результаты исследования были опубликованы в Journal Research. Новый адсорбент представляет собой композит из полиимида (PI), нановолокон гидроксиапатита (HAPnws) и восстановленного оксида графена (rGO), обладающий высокой прочностью, сжимаемостью, анизотропной структурой и огнестойкостью.
Ключевой особенностью разработки является анизотропная структура с вертикально ориентированными каналами, вдохновленная природным строением древесины. Для создания такой структуры ученые использовали метод направленного замораживания (directional freeze-casting). В состав аэрогеля также включены фототермические материалы, способствующие снижению вязкости нефти при воздействии света.
По сравнению с аэрогелями с равномерными порами, новый материал демонстрирует значительно меньшую извилистость потока, что существенно повышает эффективность адсорбции. Коэффициент адсорбции (Ks) для моторного масла с вязкостью 144,36 мПа·с составляет 0,37 кг м⁻¹ с⁻¹/², что является превосходным показателем.
Аэрогель показывает высокую эффективность адсорбции для масел различной вязкости. Особенно впечатляющие результаты достигаются при воздействии солнечного света – даже сверхвязкая сырая нефть адсорбируется значительно быстрее. Кроме того, материал обладает отличной огнестойкостью, что повышает безопасность его применения в полевых условиях.
Важным преимуществом разработки является возможность многократного использования. Восстановление адсорбционных свойств может осуществляться двумя способами: путем сжатия для извлечения адсорбированной нефти или посредством контролируемого сжигания нефтепродуктов с сохранением структуры аэрогеля.
Данное исследование предоставляет ценные сведения для проектирования пористых адсорбентов, предназначенных для высоковязких нефтепродуктов. Разработанный аэрогель демонстрирует значительный потенциал для быстрой очистки и сбора вязких нефтяных разливов, что может существенно снизить экологический ущерб при подобных инцидентах.
